Каучуки

При полімеризації дієнових вуглеводнів (сполуки з двома подвійними зв’язками). утворюються каучукоподібні полімери:

Дивініл Дивініловий (бутадієновий) каучук

ⁿ

Дивініловий (бутадієновий) каучук за своїми фізико-механічними властивостями поступається натуральному каучуку.

Натуральний каучук – високоеластичний матеріал рослинного походження. Його добувають з латексу – молочного соку деяких тропічних рослин, наприклад, гевеї. Латекс є водним колоїдним розчином каучуку. Під час нагрівання або дії кислоти він коагулює. Каучук, що утворюється, відокремлюють від рідини і сушать. Розчиняється каучук у бензині, бензолі, сірковуглеці. Найважливіші властивості каучуку – еластичність і водо- та газонепроникність. Натуральний каучук є природним полімером ізопрену. Це високомолекулярний ненасичений вуглеводень, склад якого описується формулою (С₅Н₈)n, де n – дорівнює в середньому 2500. Молекулярна маса природного каучуку становить приблизно 150000–500000. Під час утворення молекул каучуку ізопрен полімеризується в довгі ланцюги такої будови:

Структура каучуків

Макромолекула каучуку має лінійну структуру, як і поліетилен, однак характе­ризується набагато більшою еластичністю. Ця властивість каучуку пояснюється так. Молекули натурального каучуку мають стереорегулярну будову – метиленові групи –СН₂– знаходяться в цис-положенні, тобто розташовані з одного боку від подвійного зв’язку:

Стереорегулярна будова полімерів – це закономірне чергування в макромолекулах полімерів ланок однакової або різної конфігурації.

Молекули каучуку не витягнуті в лінію, а сильно вигнуті, згорнуті в клубки. Під час розтягування вони розпрямляються і зразок каучуку стає довшим. Якщо навантаження зняти, внаслідок внутрішнього теплового руху ланок молекули повертаються до попереднього стану – розміри каучуку зменшуються.

Синтетичні каучуки

Природних ресурсів каучуку недостатньо для задоволення швидко зростаючих потреб промисловості. Тому виникла необхідність його штучного добування. В 1932 р. радянський вчений С.Лебедєв запропонував метод добування бутадієнового каучуку полімеризацією бутадієну (СН₂=СН–СН=СН₂) за наявності каталізатору – металічного натрію (Т 60^оС, р 608–709 кПа. Такий каучук називають натрійбутадієновим. З нього виготовляють шини, взуття, ізоляційні матеріали. Оскільки цей каучук не має cтереорегулярної будови, він не такий еластичний і міцний, як натуральний. Співполімеризацією бутадієну і стиролу одержують бутадієнстирольний каучук

Хлоропреновий каучук добувають полімеризацією хлоропрену:

Він стійкий до дії світла, мастил, розчинників, тому його використовують для виготовлення деталей машин та приладів.

Промисловість виробляє також інші каучуки (бутадієнстирольний, бутилкаучук, силіконовий), які за деякими властивостями кращі, ніж натуральний. Зараз розроблено метод одержання ізопренового каучуку стереорегулярної будови, який за своїми властивостями практично не відрізняється від натурального. Його використовують для виготовлення шин.